專(zhuān)利名稱(chēng)：傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器。更具體地但并不唯一地涉及諸如具有命令內(nèi)建測(cè)試(commanded built in test) (CBit)的慣性傳感器的傳感器,例如加速計(jì)和陀螺儀。
背景技術(shù)：
多種慣性傳感器是已知的。包含MEMS型環(huán)的角速度傳感器是已知的且這種示例可以在例如GB2322196中看到。在這種角速度傳感器中公開(kāi)了振動(dòng)平面環(huán)或類(lèi)環(huán)結(jié)構(gòu)。類(lèi)環(huán)結(jié)構(gòu)通過(guò)合適的支撐座懸在空間中以用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)速度、線性加速度和角加速度。旋轉(zhuǎn)速度通過(guò)檢測(cè)科里奧利(Coriolis)力耦合的振動(dòng)而被感知，而線性加速度和角加速度通過(guò)整個(gè)環(huán)或類(lèi)環(huán)結(jié)構(gòu)在其底座中的橫向的、縱向的及搖擺的運(yùn)動(dòng)而被感知。用于用戶(hù)指示MEMS速度傳感器檢查的能力先前已經(jīng)受到連接性檢查的限制。典型的MEMS速度傳感器用戶(hù)檢查或者僅僅迫使MEMS結(jié)構(gòu)結(jié)束限制或者在變化范圍中的容差使得操作的受限信息能夠被完成。并且這些檢查常常提供完整系統(tǒng)操作非常有限的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種角速度傳感器，該角速度傳感器包括具有初級(jí)和次級(jí)元件的環(huán)形傳感器，該傳感器進(jìn)一步包括連接至所述初級(jí)元件和次級(jí)元件的初級(jí)通道和次級(jí)通道，所述初級(jí)通道包括用于啟動(dòng)和保持初級(jí)元件中的共振的初級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置，所述次級(jí)通道包括用于檢測(cè)由次級(jí)元件響應(yīng)于傳感器的運(yùn)動(dòng)而生成的信號(hào)的檢測(cè)裝置，檢測(cè)裝置包括差分放大器和根據(jù)傳感器的運(yùn)動(dòng)生成輸出信號(hào)的同步檢波器，其中所述次級(jí)通道進(jìn)一步包括測(cè)試裝置，當(dāng)可操作時(shí)，測(cè)試裝置將信號(hào)輸入至次級(jí)通道差分放大器的兩個(gè)通道上，所述信號(hào)分別具有相位差以便在輸出信號(hào)中產(chǎn)生偏差，所述偏差表明傳感器的狀態(tài)。


現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明，其中 圖I是符合本發(fā)明的一種形式的角速度傳感器的示意圖，其包括能夠測(cè)試初級(jí)MEMS敏感元件轉(zhuǎn)換器(pickoff transducer )、初級(jí)敏感元件放大器、次級(jí)敏感元件放大器、初級(jí)自動(dòng)增益控制(AGC)環(huán)、初級(jí)鎖相環(huán)和壓控振蕩器、初級(jí)驅(qū)動(dòng)器、初級(jí)MEMS驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器和初級(jí)通道敏感元件移相器(PP90)的命令內(nèi)建測(cè)試(CBit);以及圖2是進(jìn)入圖I的角速度傳感器的敏感元件放大器的CBit信號(hào)注入電路的一種形式的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，角速度傳感器的MEMS環(huán)結(jié)構(gòu)I包括內(nèi)部2和外部3，其邊緣繞著共同軸的延伸且因此分別進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)和敏感元件操作。提供了引起傳感器在支架(未示出)上振動(dòng)的壓電式初級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置4。該支架可以包括多個(gè)固定支撐梁(未示出)以用于支撐傳感器并用于允許其響應(yīng)于在基本無(wú)阻尼振蕩模式中的壓電式初級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置的輸入的振動(dòng)。這能夠使共振器響應(yīng)于包括傳感器的系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度而相對(duì)于支撐裝置運(yùn)動(dòng)。提供了檢測(cè)電路5，將一連串的信號(hào)6從傳感器輸入至該檢測(cè)電路。由傳感器輸出的信號(hào)包括初級(jí)敏感元件信號(hào)6a和次級(jí)敏感元件信號(hào)6b且轉(zhuǎn)換器板被布置以使信號(hào)具有差分形式。這些信號(hào)從傳感器的初級(jí)和次級(jí)部分輸出。初級(jí)敏感元件差分轉(zhuǎn)換器信號(hào)被輸入至差分電荷放大器(初級(jí)敏感元件放大器)7，該差分電荷放大器提供高等級(jí)的增益以在載波頻率上提供低噪聲差分正弦輸出信號(hào)。然后該信號(hào)通過(guò)同步檢波器8并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑V波以向初級(jí)驅(qū)動(dòng)電路I提供控制信號(hào)，以設(shè)置用于MEMS的驅(qū)動(dòng)等級(jí)，以確保初級(jí)敏感元件放大器的輸出處于受控的固定等級(jí)。初級(jí)敏感元件放大器7的輸出還用于初級(jí)鎖相環(huán)(PLL)和壓控振蕩器(VC0)10，其鎖定敏感元件信號(hào)以提供用于同步檢波器8的時(shí)鐘。初級(jí)敏感元件放大器7的輸出還應(yīng)用于初級(jí)移相電路11，其通過(guò)兩個(gè)因素中的一者放大信號(hào)并將差分信號(hào)的相位移動(dòng)90°。移相電路11的輸出被應(yīng)用于初級(jí)驅(qū)動(dòng)電路1，其通過(guò)AGC控 制信號(hào)增加移相電路11的微分正弦輸出以生成差分MEMS驅(qū)動(dòng)波形。移相電路11的輸出被應(yīng)用于命令BIT (CBit)注入電路12，當(dāng)CBit未被選擇時(shí)，該CBit注入電路提供高等級(jí)的阻斷，而當(dāng)CBit被選擇時(shí)，該CBit注入電路在差分信號(hào)的衰減情況中耦合至又一差分電荷放大器(次級(jí)敏感元件放大器)13的差分輸入。然后注入的差分信號(hào)由次級(jí)敏感元件放大器13放大并具有正確相位來(lái)通過(guò)速度通道同步檢波器14。該同步檢波器輸出有關(guān)所注入的差分信號(hào)的振幅的偏移，然后該偏移被過(guò)濾并被轉(zhuǎn)換成速度輸出信號(hào)上的單端偏移并被輸入至ADC 15。Cbit的要求是進(jìn)行盡可能多的系統(tǒng)測(cè)試以提供相對(duì)已知的輸出。在使能信號(hào)的控制下，具有90度相移的差分初級(jí)敏感元件信號(hào)可以被注入至次級(jí)敏感元件放大器13的差分輸入中，而不是物理地位于環(huán)上的敏感元件。該信號(hào)具有正確相位以便被解調(diào)并被用于提供速度輸出的可控輸出。其測(cè)試初級(jí)敏感元件MEMS轉(zhuǎn)換器、初級(jí)敏感元件放大器7、初級(jí)AGC環(huán)、初級(jí)PLL和VCO通道10、初級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、MEMS初級(jí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器、初級(jí)移相電路(PP90) 11及次級(jí)敏感元件放大器13、速度通道14、速度輸出和ADC15。當(dāng)次級(jí)敏感元件放大器13具有高增益時(shí)，必須使信號(hào)衰減以避免速度通道14的飽和。此外，用于速度輸出級(jí)的速度設(shè)置是未知的，因此較小的信號(hào)被用于避免速度輸出的飽和。圖2示出了用于更詳細(xì)描述的方法。在兩個(gè)差分輸入上的求和點(diǎn)處將信號(hào)添加至次級(jí)敏感元件電荷放大器13。其通過(guò)小電容器Cinj (260fF)耦合以創(chuàng)建0.007(Cfb=25. 8pF)的第一級(jí)增益。隨同5:1的輸入衰減器(Ril=200k，Ri2=50k)和35的第二級(jí)增益，整個(gè)增益為0. 05。因此初級(jí)相移電路(PP90)輸出上的500mV峰值信號(hào)創(chuàng)建25mV峰值的次級(jí)敏感元件信號(hào)。在Cbit使能的情況下，信號(hào)以速度通道解調(diào)器時(shí)鐘的相位出現(xiàn)在次級(jí)敏感元件放大器13的輸出上。在該模式中，在速度輸出信號(hào)(模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)二者)上可見(jiàn)大約50deg/sec (50度/秒)的偏移。當(dāng)CBIT有效時(shí)，該偏移證明了陀螺儀對(duì)于用戶(hù)的正確操作。在這種方式中，用戶(hù)指示測(cè)試功能(CBit)使用來(lái)自初級(jí)共振持續(xù)環(huán)的信號(hào)以在次級(jí)速度檢測(cè)通道中產(chǎn)生干擾。
在測(cè)試的應(yīng)用中，來(lái)自初級(jí)共振持續(xù)環(huán)的正確定相的信號(hào)被耦合至電子次級(jí)速度檢測(cè)通道的前端中，并被衡量為合適的等級(jí)。其通過(guò)完整的速度檢測(cè)通道并在普通速度信號(hào)的輸出信號(hào)中提供可測(cè)量的變化。在從初級(jí)共振持續(xù)環(huán)的差分MEMS轉(zhuǎn)換器輸出產(chǎn)生干擾的情況下，確定系統(tǒng)已經(jīng)鎖定共振頻率并確定運(yùn)動(dòng)的共振持續(xù)環(huán)的振幅被正確地控制。在干擾被耦合至電子速度檢測(cè)通道的最前級(jí)的情況下，完整的速度檢測(cè)通道被檢查(除了在環(huán)上的次級(jí)敏感元件轉(zhuǎn)換器)。容差是速度信號(hào)干擾的量級(jí)可以被用于檢測(cè)在初級(jí)共振持續(xù)環(huán)和次級(jí)速度檢測(cè)通道二者中的電路的部分丟失，即使未識(shí)別哪個(gè)電路元件已經(jīng)出故障。當(dāng)禁用時(shí)，通過(guò)串并聯(lián)開(kāi)關(guān)的使用，Cbit注入路徑具有阻斷的高等級(jí)(Rmax_ on=lk)。另外當(dāng)求和節(jié)點(diǎn)直接連接至敏感元件接合板時(shí),注入塊的輸出具有50ohm的串聯(lián)電阻器以提供電流限制(用于靜電(ESD )保護(hù))。為了使Cbit給出正確的偏移，初級(jí)環(huán)部分的鎖相環(huán)和VOC 10必須被鎖定以能夠使初級(jí)差分敏感元件信號(hào)存在。AGC 16必須操作以給出正確的振幅并因而給出初級(jí)敏感元件振幅的正確等級(jí)。初級(jí)敏感元件和初級(jí)移相電路11必須操作以通過(guò)Cbit注入電路12將初級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和差分信號(hào)提供至次級(jí)環(huán)。初級(jí)驅(qū)動(dòng)器必須操作以關(guān)閉初級(jí)電路周?chē)沫h(huán)路并且次級(jí)敏感元件放大器13必須運(yùn)行以給出處于速度通道解調(diào)器的正確等級(jí)。速度通道解調(diào)器、過(guò)濾器、抽取濾波器和階式濾波器必須被糾正以向速度輸出級(jí)提供正確的等級(jí)。另外，速度輸出增益的設(shè)置必須被糾正以達(dá)到輸出上的預(yù)期偏移并且最后ADC 15和ADC相關(guān)部分必須正確地操作以達(dá)到數(shù)字速度輸出上的正確偏移。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，初級(jí)和次級(jí)通道的操作大體上是一樣的，初級(jí)通道包括接收來(lái)自環(huán)上的初級(jí)敏感元件的信號(hào)的同步檢波器8，其輸出反饋至初級(jí)驅(qū)動(dòng)器，并且在振幅中被AGC控制。這給出了初級(jí)環(huán)路的閉環(huán)操作。次級(jí)通道在開(kāi)環(huán)中操作，因此沒(méi)有反饋。在初級(jí)環(huán)路中，具有鎖相環(huán)以通過(guò)VCO裝置控制初級(jí)環(huán)路的頻率。次級(jí)通道獲得在環(huán)上次級(jí)轉(zhuǎn)換器處耦合的科里奧利(Coriois)信號(hào)。給出反相信號(hào)的孔環(huán)內(nèi)部和外部上存在電極。這些反相信號(hào)被注入至差分放大器13的兩個(gè)輸入端，差分放大器13的輸出提饋送至次級(jí)同步放大器14并從那里提供至速度輸出。并且在環(huán)上的45deg和225deg的信號(hào)(次級(jí)敏感元件)與在135deg和315deg的信號(hào)是反相的。這假設(shè)初級(jí)側(cè)具有敏感元件和在0、90、180和270度的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器。因此我們擁有如圖I所示的4個(gè)同相的次級(jí)敏感元件及4個(gè)異相敏感元件(位于環(huán)的外部的4個(gè)電極和位于環(huán)的內(nèi)部的4個(gè)電極)。該兩個(gè)異相信號(hào)進(jìn)入次級(jí)通道電荷放大器13的差分放大器的輸入，其中來(lái)源于初級(jí)信號(hào)的CBIT被注入。然后其進(jìn)入次級(jí)同步放大器并從這里作為速度輸出信號(hào)。CBIT注入的信號(hào)因此引起速度輸出信號(hào)的偏差，而不是具有單獨(dú)測(cè)試輸出通道。在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，其中所有相似標(biāo)號(hào)的部分與上文所描述的具有同樣的功能，在來(lái)自用戶(hù)的信號(hào)指示下，來(lái)自初級(jí)通道的兩個(gè)信號(hào)經(jīng)由適當(dāng)?shù)乃p電路被注入至次級(jí)通道差分放大器13虛擬接地點(diǎn)的兩個(gè)輸入上。兩個(gè)信號(hào)處于相對(duì)于初級(jí)驅(qū)動(dòng)波形的0°相位的180°相位。第一信號(hào)連接至次級(jí)敏感元件差分放大器13輸入中的一者并且第二信號(hào)連接至差分放大器13的另一輸入。各個(gè)信號(hào)的振幅是不同的。因此差分放大器產(chǎn)生輸出，該輸出是有關(guān)兩個(gè)應(yīng)用的信號(hào)的振幅中的差異。該差異將通過(guò)速度通道同步檢波器14并引起(cause)用戶(hù)可測(cè)量的速度信號(hào)中變化。兩個(gè)應(yīng)用信號(hào)的振幅中差異的適當(dāng)選擇將允許單輸入通道故障的檢測(cè)以及初級(jí)和次級(jí)通道的正確操作。在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，在來(lái)自用戶(hù)的信號(hào)指示下，來(lái)自初級(jí)通道的兩個(gè)信號(hào)經(jīng)由適當(dāng)?shù)乃p電路被注入至次級(jí)通道差分放大器13虛擬接地點(diǎn)的兩個(gè)輸入上。該信號(hào) 處于相對(duì)于初級(jí)驅(qū)動(dòng)波形的0°相位的45°和225°相位。第一信號(hào)被連接至次級(jí)敏感元件差分放大器13輸入中的一者且第二信號(hào)被連接至差分放大器13的另一輸入。然后差分放大器13將產(chǎn)生輸出，該輸出是有關(guān)兩個(gè)應(yīng)用的信號(hào)的振幅中的差異。與速度通道同步檢波器14的時(shí)鐘同相的應(yīng)用信號(hào)的部分將通過(guò)速度通道同步檢波器14并引起用戶(hù)可測(cè)量的速度信號(hào)中的變化。與四通道同步檢波器18時(shí)鐘同相的應(yīng)用信號(hào)的部分將通過(guò)四通道同步檢波器18并且引起四通道信號(hào)中的變化。這將允許信號(hào)輸出通道故障的檢測(cè)以及初級(jí)和次級(jí)通道的正確操作。另外必要時(shí)允許檢查正交通道功能。在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，在來(lái)自用戶(hù)的信號(hào)指示下，兩個(gè)信號(hào)來(lái)源于初級(jí)通道的四個(gè)信號(hào)，所述兩個(gè)信號(hào)經(jīng)由適當(dāng)?shù)乃p電路被注入至次級(jí)通道差分放大器13虛擬接地點(diǎn)的兩個(gè)輸入上。這四個(gè)信號(hào)處于相對(duì)于初級(jí)驅(qū)動(dòng)波形的0°相位的-90°、+90°、0°和180°相位。這些從初級(jí)電路的兩個(gè)部分生成。這產(chǎn)生了 45°和255°的信號(hào)，其中一個(gè)信號(hào)被連接至次級(jí)敏感元件差分放大器13輸入的一者且另一信號(hào)被連接至差分放大器13的另一輸入。然后差分放大器13將產(chǎn)生輸出，該輸出是有關(guān)兩個(gè)應(yīng)用信號(hào)的振幅中的差異。與速度通道同步檢波器14時(shí)鐘同相的應(yīng)用信號(hào)的部分將通過(guò)速度通道同步檢波器14并且引起用戶(hù)可測(cè)量的速度信號(hào)中的變化。與四通道同步檢波器18時(shí)鐘同相的應(yīng)用信號(hào)的部分將通過(guò)四通道同步檢波器18并且引起四通道信號(hào)中的變化。這將允許信號(hào)輸出通道故障的檢測(cè)以及初級(jí)和次級(jí)通道的正確操作。另外必要時(shí)允許檢查正交通道功能。而且當(dāng)從初級(jí)通道的兩個(gè)點(diǎn)生成信號(hào)時(shí)，提供附加的初級(jí)通道的故障檢測(cè)?，F(xiàn)在將描述本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中使用相似于圖I中描述的電路實(shí)施CBit并且其中所有執(zhí)行相同功能的類(lèi)似組件被標(biāo)有相似的標(biāo)號(hào)。在該實(shí)施例中，當(dāng)被命令時(shí)，電路在次級(jí)敏感元件放大器13的輸出處提供相對(duì)于速度14和正交解調(diào)器時(shí)鐘的45°的偏移。因此該偏移包含與速度通道解調(diào)器時(shí)鐘同相的信號(hào)的組件，并因而提供通過(guò)速度通道的可以在速度信號(hào)上看見(jiàn)的偏移，還包含與正交調(diào)節(jié)器時(shí)鐘同相的信號(hào)的組件，因而提供通過(guò)正交通道的可以在正交信號(hào)上看見(jiàn)的偏移。通過(guò)隨后的方法產(chǎn)生45°的偏移。0°相位的初級(jí)敏感元件信號(hào)將適當(dāng)?shù)乃p用于差分次級(jí)敏感元件放大器13的輸出中的一者。90°相位偏移的初級(jí)敏感元件信號(hào)將適當(dāng)?shù)乃p用于差分次級(jí)敏感元件放大器13的另一輸出。然后次級(jí)敏感元件放大器將兩個(gè)信號(hào)混合并產(chǎn)生45°輸出信號(hào)。在該實(shí)施例中，至Cbit注入電路12的連接來(lái)自初級(jí)通道中的兩個(gè)不同接點(diǎn)且現(xiàn)在四通道使用一個(gè)或兩個(gè)ADC電路(未示出)饋送ADC。通過(guò)實(shí)施上述方式的電路，提供了除了上文描述的Cbit實(shí)施外的其它故障檢測(cè)范圍。例如，電路可以檢測(cè)從MEMS次級(jí)敏感元件轉(zhuǎn)換器2至次級(jí)敏感元件放大器的線焊連接的失敗。線焊的失敗引起差分次級(jí)敏感元件放大器的通道上增益的改變。這導(dǎo)致在CBit下改變的輸出偏移的有效相位，然后其將改變速度14和正交通道上的偏移測(cè)量的等級(jí)。其次，現(xiàn)在正交信號(hào)被用作系統(tǒng)狀況的連續(xù)監(jiān)測(cè)的部分。45° Cbit信號(hào)的應(yīng)用允許檢查正交監(jiān)測(cè)通道操作以確定正確操作和除了速度通道14之外的增益。再次，生成90°相位偏移敏感元件信號(hào)的電路被用于系統(tǒng)的初級(jí)通道中的其他地方，并具有其他故障檢測(cè)等級(jí)。當(dāng)Cbit注 入使用來(lái)自該電路之前的一個(gè)信號(hào)和來(lái)自該電路輸出的一個(gè)信號(hào)時(shí)，該電路中的增益和相位誤差將引起Cbit不正確的偏移并且因此在速度14和正交通道上的等級(jí)中的變化是可檢測(cè)的。另外，使用合適的電路，引起增益變化，由于內(nèi)部電路故障，在次級(jí)敏感元件放大器13電路的一個(gè)通道上并會(huì)引起Cbit信號(hào)輸出的相位和偏移變化，并因此在正交和速度14通道的偏移上是可檢測(cè)的。應(yīng)當(dāng)理解上述適用于標(biāo)準(zhǔn)Cbit和45° Cbit變化的所有實(shí)施的另一方面不止一個(gè)可選擇的輸出測(cè)量范圍，偏移等級(jí)可以故意選擇為不同。這允許不正確的范圍選擇作為不同于預(yù)期等級(jí)的Cbit信號(hào)上的應(yīng)用中的偏移被檢測(cè)。應(yīng)當(dāng)理解雖然本發(fā)明參照以上描述的類(lèi)型的環(huán)速度傳感器來(lái)描述，但是可以同樣應(yīng)用于諸如壓電環(huán)情況的傳感器，并同樣應(yīng)用于其他形式的諸如壓電式的、電容性的和電感性的轉(zhuǎn)換器。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解內(nèi)部和外部電極僅僅與壓電式相關(guān)。反相信號(hào)可以從來(lái)自諸如電感性的或電容性的敏感元件的非壓電式敏感元件的45deg至135deg等獲得。
權(quán)利要求
1.ー種角速度傳感器，該角速度傳感器包括具有初級(jí)元件和次級(jí)元件的環(huán)型傳感器，該傳感器進(jìn)ー步包括連接至所述初級(jí)元件和次級(jí)元件的初級(jí)通道和次級(jí)通道，所述初級(jí)通道包括用于啟動(dòng)和保持所述初級(jí)元件中的共振的初級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置，所述次級(jí)通道包括檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置用于檢測(cè)由所述次級(jí)元件響應(yīng)于所述傳感器的運(yùn)動(dòng)而生成的信號(hào)，所述檢測(cè)裝置包括差分放大器和根據(jù)所述傳感器的運(yùn)動(dòng)生成輸出信號(hào)的同步檢波器，其中所述次級(jí)通道進(jìn)ー步包括測(cè)試裝置，在可操作的情況下，該測(cè)試裝置將信號(hào)輸入至所述次級(jí)通道差分放大器的兩個(gè)通道上，所述信號(hào)分別具有相位差以便產(chǎn)生所述輸出信號(hào)中的偏移，所述偏移表明所述傳感器的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器，其中所述初級(jí)元件生成輸出至所述初級(jí)通道的兩個(gè)初級(jí)敏感元件信號(hào)，所述初級(jí)敏感元件信號(hào)通過(guò)適當(dāng)?shù)难b置被放大和被相移并且被輸入至所述次級(jí)通道差分放大器的各自的通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中所述相移是90度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述次級(jí)通道差分放大器的輸出被輸入至速度通道同步檢波器和四通道同步檢波器，所述速度通道同步檢波器具有時(shí)鐘輸入，當(dāng)測(cè)試可操作時(shí)，所述差分放大器的輸出生成與所述速度通道時(shí)鐘同相的信號(hào)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述初級(jí)元件包括在環(huán)上0度、90度、180度和270度處的敏感元件和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，并且所述次級(jí)元件包括45度、135度、225度和315度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器,其中由在環(huán)上45度和225度兀件生成的信號(hào)與在135度和315度的信號(hào)反相。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述元件是壓電式電扱。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中施加到所述次級(jí)通道差分放大器的信號(hào)分別具有180度相位差。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述初級(jí)通道包括同步檢波器，該同步檢波器接收來(lái)自環(huán)上的所述初級(jí)敏感元件的信號(hào)，所述同步檢波器的輸出反饋至所述初級(jí)驅(qū)動(dòng)器，并且通過(guò)AGC控制振幅，因此啟動(dòng)所述初級(jí)通道的閉環(huán)操作。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中用于操作的所述次級(jí)通道為開(kāi)環(huán)式，因此不需要反饋。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述初級(jí)通道進(jìn)ー步包括通過(guò)VCO控制所述初級(jí)通道的頻率的鎖相環(huán)。
12.—種如上所述參考附圖的傳感器。
全文摘要
描述了一種具有命令測(cè)試功能的慣性傳感器。該傳感器示由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的環(huán)型，該傳感器進(jìn)一步包括具有相應(yīng)信號(hào)敏感元件的初級(jí)部分和次級(jí)部分。初級(jí)敏感元件信號(hào)振幅經(jīng)由自動(dòng)增益控制而被控制，初級(jí)鎖相環(huán)和VCO鎖定共振頻率以為同步檢波器提供時(shí)鐘，將經(jīng)由初級(jí)相移電路的初級(jí)敏感元件信號(hào)提供至初級(jí)驅(qū)動(dòng)器，次級(jí)敏感元件信號(hào)被輸入至檢波器電路以能夠檢測(cè)傳感器中的運(yùn)動(dòng)。所述命令測(cè)試功能包括來(lái)自所述電路的初級(jí)部分并被輸入至次級(jí)敏感元件檢波器電路中的差分放大器的兩個(gè)輸入端的信號(hào)。
文檔編號(hào)G01C19/5684GK102782448SQ201180012181
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者D·西奇, K·湯森德, M·德斯頓 申請(qǐng)人:硅石傳感系統(tǒng)有限公司